Старые и новые типы пути и полотна на мостах 2 глава

Опоры, поддерживая пролетные строения, опираются на грунт как на основание. Оно должно быть прочным, чтобы не происхо­дило недопустимых осадок опор под нагрузкой. Опоры передают на грунт всю нагрузку от своего веса, веса пролетных строений и проходящих поездов. Эта нагрузка составляет десятки, сотни, а иногда и тысячи тонна-сил в зависимости от размеров и материа­ла пролетных строений и опор.

Грунты у поверхности земли обычно слабые, подвергаются пучению при за­мерзании и размывам. Поэтому опоры, как правило, заглубляют на несколько метров до более уплотненных и прочных грунтов (рис. 19).

Заглубляемая в грунт часть опоры является фундаментом; его верхнюю грань называют обрезом, а нижнюю—подошвой. Обрез располагают у поверхности грунта (рис. 19, а), а на водо­токе — в уровне горизонта низких (меженных) вод или у дна (рис. 19, б).

При слабых грунтах и значительных нагрузках для опор устраивают фунда­менты с погружением до нескольких десятков метров от поверхности земли или дна реки. Для опоры по рис. 19, б фундаментом служат сваи с уложенной по ним плитой ростверка.

Размеры моста, помимо ширины, характеризуются его длиной, величиной отверстия и высотой. Длину моста измеряют между наружными (задними) гранями устоев.

Отверстием моста называют суммарное расстояние в свету между всеми опорами на уровне расчетного горизонта водотока.

Высотой моста принято считать возвышение пути над обре­зом фундамента опор.

 

 

Глава II

УСЛОВИЯ СЛУЖБЫ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ

 

1 Нагрузки

 

Мосты, как никакие другие искусственные сооружения, под­вергаются действию наиболее значительных разнообразных на­грузок.

Помимо собственного веса, мосты воспринимают также боль­шую нагрузку от проходящих поездов.

 

Полная нагрузка от поезда на пролетном строении моста, как указывалось, тем больше, чем больше длина загружения, которая связана с величиной пролета. Но для большей поездной нагрузки необходима и более мощная, а следо­вательно, и более тяжелая (при данных материалах и системе) конструкция про­летного строения.

Малые мосты и трубы соответственно меньшей длине загруже­ния поездной нагрузкой имеют сравнительно легкие конструкции. Причем на трубы действие поезда передается грунтом насыпи, рас­положенным над трубой.

На подпорную стену, поддерживающую сбоку основание пути на косогоре (см. рис. 14), нагрузка от поезда действует тоже через грунт основания, которое под действием поезда давит не только вниз, но и в стороны, в том числе на стану сбоку.

В противоположность рассмотренным сооружениям обделка тоннелей, галерей практически не испытывает ни вертикального, ни бокового давления от поездной нагрузки и подвергается пре­имущественно горному давлению, если окружающие тоннель по­роды сами по себе неустойчивы. Собственный вес присущ всякой конструкции. В отличие от собственного веса, действующего в со­оружении постоянно, нагрузку от поездов называют временной: она действует лишь в момент нахождения поезда на соору­жении. К постоянным нагрузкам, кроме веса сооружения и дру­гих расположенных на нем устройств и конструкций, в частности, пути, относят и иные постоянно действующие на сооружение силы. Таково, например, давление грунта насыпи на трубы и устои мостов, горное давление на подпорные стены и тоннели и т. д.

Временная вертикальная и постоянная нагрузки самые суще­ственные. Но на многие сооружения влияют еще и другие силы. Так, на мосты действуют продольные (вдоль пути) силы, развивающиеся при ускорении и торможении поезда, поперечные силы—давление ветра на конструкции моста и проходящий но ному состав, давление льда, а случается и навал судов на опо­ры. В соответствующих районах принимают в расчет и сейсми­ческие силы.

Таким образом, в. эксплуатации, а также при строительстве со­оружение подвергается разнообразным воздействиям. Многие из них совпадают во времени и более или менее продолжительны, иные — кратковременны. Поэтому при составлении проекта сооружения все воздействия учитываются в различных практически воз­можных сочетаниях (основных, дополнительных и особых). Па худшее сочетание нагрузок и рассчитывают сооружение.

Поездная нагрузка с развитием транспорта прогрессивно воз­растает.

В прошлом поезда были легкими и по размерам малыми. Полвека назад масса паровоза не превышала 60—70 тс. Масса современного локомотива достигает 200 тс; при этом на одну колесную ось, например, тепловоза ТЭЗ приходится до 21 тс вместо 12—16 тс в прежних паровозах (рис. 20). Масса современного груженного большегрузного вагона составляет 82—125 и даже 179 тс (вместо 30— 40 тс у старых двухосных вагонов), которая распределяется соответственно на четыре, шесть или восемь осей его, т. е. также по 20—21 тс. Следовательно, на

длине 25 м пути временная нагрузка достигает 220 тс (по 8,8 тс на 1 м пути), а на длине 100 м приближается уже к 1000 те.

Специальный подвижной состав для перевозки особо тяжелых грузов — транспортеры подъемной силой до 500 тс — оказывает еще большее воздействие — до 12,5 тс на 1 пог. м (рис. 21). Однако обращение транспортеров по сравнению с вагонами весьма редкое, причем в составе поездов они размешаются всего по од­ному и с так называемым прикрытием из обычных вагонов (платформ) по обоим концам транспортера.

При происходящем утяжелении поездных нагрузок искусствен­ным сооружениям в расчете на длительный срок их службы прида­ют запас грузоподъемности исходя из ожидаемой в перспективе нагрузки. Ввиду разнообразия обращающихся локомотивов, ваго­нов и другого подвижного состава, а тем более из-за отсутствия данных о их будущих типах, для расчета сооружений принимают условную перспективную временную нагрузку. Ее выражают схе­мой (стр.252) или формулой и таблицами эквивалентных нагрузок, т. е. равнозначных действию условной нагрузки в тонна-силах на 1 м пути для различных длин и случаев загружения кон­струкций.

Такая нормативная перспективная нагрузка для расчета новых мостов с 1962 г. введена под названием СК, т. е. стандартная клас­са К. Класс К- 14 соответствует тяжелым вагонам 14 тс/м пути с восьмиосным электровозом давлением до 33 тс на ось. Для вре­менных, в том числе деревянных мостов, указанные значения сни­жены в 1,4 раза. Нагрузке СК предшествовала нагрузка НК- 1930 (нормативная, введенная в 1930 г.), которую используют и теперь при определении грузоподъемности старых металлических мостов

(стр. 251).

Нормативную подвижную нагрузку в необходимых случаях увеличивают вследствие так называемого динамического воздейст­вия поездов. Известно, что дополнительно к указанному статиче­скому давлению массой идущий поезд оказывает на путь и распо-

21900

 

ложенные под ним конструкции немалые ударные (динамические) воздействия. Они также направлены вниз, а частично и в стороны (боковые удары).

Динамическое воздействие возникает из-за боковой качки подрессоренной конструкции локомотива и вагонов, ударов колес на рельсовых стыках и имею­щихся в профиле и плане неровностях рельсовых нитей. Для небольших легких-металлических пролетных строений дополнительное динамическое воздействие до­стигает 50—70% статической вертикальной нагрузки.

Воздействие боковых ударов подвижного состава составляет около 10% его массы. В кривых участках на путь и сооружение действует еще центробежная сила. Она тем больше, чем круче кри­вая и выше скорость движения.

Динамическое воздействие, а на кривых участках пути и цент­робежную силу, учитывают при основных сочетаниях нагрузок на­равне с постоянной и временной нагрузками. При дополнительных сочетаниях принимают в расчет и торможение, поскольку оно дей­ствует нерегулярно, хотя воздействие торможения существенно.

Развивая большую силу инерции в процессе движения, поезд при торможении передает эту силу на путь. Заторможенные •нажатием тормозных колодок колеса, скользящие по рельсам, под действием силы инерции стремятся сдвинуть путь в направлении хода поезда. Этому противодействуют силы трения о балласт по­дошвы шпал или мостовые брусья, а вместе с ними и само соору­жение. Аналогичное продольное воздействие на рельсы, но в сто­рону, обратную движению поезда, возникает от тягового уси­лия локомотива.

Давление ветра поперек моста принимают в размере 100 кгс на 1 м² боковой поверхности поезда и конструкции моста. Но так как ветер может быть и сильнее указанного, при котором движение по­езда затруднено, то производят дополнительную проверку на дав­ление ветра— 180 кгс/м², но при отсутствии поезда на мосту.

2. Габариты

В условиях бесперебойного движения поездов по взаимосвязан­ным железным дорогам очень важно единообразие в наружных по­перечных размерах подвижного состава и соответственно этому во внутренних очертаниях искусственных сооружений — мостов, путе­проводов, тоннелей. Единообразие размеров для дорог определен­ной рельсовой колеи регламентировано габаритами. Таковы габа­рит подвижного состава для поездов (рис. 22, а) и габарит при­ближения строений для сооружений (рис. 22, о) и устройств, внутри или подле которых проходят поезда.

Габарит подвижного состава — это предельное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, в котором, не выходя на­ружу, должен помещаться как груженый, так и порожний подвиж­ной состав, установленный на прямом горизонтальном пути. Габа­рит приближения строений также предельное (поперечное к пути)

очертание, внутрь которого не должны заходить никакие части со­оружений и устройств.

На дорогах эксплуатируются некоторые и негабаритные сооружения впредь до их переустройства. Допускается также загрузка вагонов негабаритными грузами и обращение специального подвижного состава. Но такие случаи ограничены строго определенными очертаниями пяти степеней негабаритности от минимальной (нулевой) до наибольшей (четвертой) степени. Для негабаритных грузов установлены особые условия перевозок. Подобно этому и по негабаритным сооружениям подвижной состав пропускают в ряде случаев с ограничением скорости движения.

Основным габаритом приближения строений на железных до­рогах широкой колеи служит габарит С (см. рис. 22, б), установ­ленный Государственным стандартом, он соответствует вводимому габариту подвижного состава Т для вагонов, электровозов и тепловозов.(см. рис. 22, а).

Габариту С, введенному с 1 января 1960 г., предшествовал габарит 2- С и еще более ранний и более стесненный габа­рит 1-С (действовавший до 1926 г.), по которым построены мно­гие из эксплуатируемых сооружений. Соотношение очертаний га­баритов С, 2-С и 1-С и габарита обращающегося подвижного состава 1-Т видно из рис. 23. Там же показано очертание наиболь­шей негабаритности IV степени. Габариты (как следует из их оп­ределения) указываются для прямого пути. На кривых участках пути габарит уширяют, причем тем больше, чем круче кривая и длиннее подвижной состав или груз на нем, поскольку при про­хождении состава на кривых его концы, а также середина откло­няются в плане от пути (рис. 24).

В прежние годы при строительстве по габариту 1-С не требо­валось такого уширения. Кроме того, и междупутье на двухпут-

 

 

Рис. 23. Соотношение габаритов С, Рис. 24. Проход подвижного

1-С, 2-С, 1-Т и негабаритности IV состава в прямом и кривом

степени участках пути

ных участках раньше составляло всего около 3,8 м (в то время как теперь 4,1 м и уширение на кривой в зависимости от величины радиуса кривой). В связи с этим сооружения на кривых, построен­ные по габариту 1-С, теперь оказываются особо негабаритными.

Для классификации эксплуатируемых сооружений, построен­ных до 1 января 1960 г. в зависимости от степени их соответствия габариту С, установлены классы габаритной проходи­мости. Это — очертание минимально необходимого пространства для пропуска подвижного состава определенного габарита или не­габаритного груза соответствующей степени негабаритности.

Таких классов несколько: по наименованию (положению) и размерам. В частности, восемь основных классов в пределах высоты от 1100 до 5450 мм над головкой рельса, два дополнительных класса поверху (в пределах выше 5450 мм) — для электрифицированных участков, пять дополнительных классов по­низу в пределах от головки рельса до высоты 1100 мм.

Аналогично железнодорожным имеются габариты автодорож­ные.

Для мостов через судоходные и сплавные реки установлен под-мостовой габарит (рис. 25). Для самых больших рек он ра­вен по ширине 94 м вверху и 140 м внизу, а по высоте 13,5 м над расчетным судоходным уровнем и 2 м вниз от него.

В мостах через несудоход­ные реки низ конструкции про­летных строений должен воз­вышаться обычно не менее чем па 0,25 м над уровнем воды и

 

Рис. 25. Подмостовой габарит

 

не менее чем на 0,75 м над наивысшим уровнем ледохода.

В трубах также оставляют просвет над водой (не менее 0,25 — 0,75 м) в зависимости от формы и размеров поперечного сечения трубы.

3. Работа мостов под нагрузкой и понятие об их расчете

Всякая нагрузка (собственный вес сооружения, проходящие поезда и др.), действуя на конструкцию, вызывает в ней внутрен­ние силы сжатия, растяжения и т. п. Напрягаясь под действием этих сил, элементы конструкции, их сопряжения и детали, как и все сооружение в целом, изменяются в размерах (деформируются).

От сжимающих сил материал элементов (сталь, дерево, бетон, камень) укора­чивается по направлению действия этих сил. Грунт под большим давлением, уп­лотняясь, вызывает осадку опор. От растягивающих сил материал удлиняется. Подобно этому возникает смятие в сопряжениях, скалывание или срез по сече­нию элемента и другие явления.

Величина деформации (укорочения, удлинения и т. д.) для дан­ного материала тем больше, чем большая сила действует на него и чем меньше поперечное сечение элемента.

Иначе говоря, деформация зависит от напряжения. Под напряжением понимают величину внутренней силы, отнесенной к единице площади сечения, на которую действует сила. Силу чаще всего выражают в тонна-силах или килограмм-силах; площадь — в квадратных сантиметрах. За единицу напряжения обычно принима­ют — кге/см².

Для экономии материалов целесообразно уменьшать сечения элементов, повышая напряжения. Но возможность увеличения на­пряжений ограничена механическими свойствами материала.

Значительные напряжения могут привести к чрезмерным деформациям соо­ружения, просадке пути под поездами. Дальнейшее увеличение напряжений до значения, при котором данный материал разрушается, или, как говорят, до вре­менного сопротивления, т. е. предела прочности, угрожает полным обрушением конструкций. Практически недопустимо не только разрушение конструкций, но и даже осложнение эксплуатации, например, из-за больших прогибов и колебаний пролетных строений при проходе поездов.

Для нормальной эксплуатации конструкция по частям и в це­лом должна быть вполне надежной, т. е. достаточно прочной, устойчивой и жесткой, а мосты, кроме того, и выносливыми.

Под прочностью понимают способность материала конструкции сопротивляться силовым воздействиям — растяжению, сжатию и т. д. Прочность необходима для того, чтобы элементы при строи­тельстве и эксплуатации не могли разорваться, переломиться, сре­заться, недопустимо смяться, раздробиться при сжатии. Но одной прочности недостаточно. Так, вполне прочная, но узкая и высокая колонна (опора), не закрепленная внизу или вверху, т. е. неустой­чивая, будет опрокинута, например, ветром.

Следовательно, конструкция должна быть устойчива против опрокидывания, а также сдвига в сторону или сколь­жения.

Различают еще устойчивость против выпучивания вследст­вие большой гибкости.

Например, из двух стержней одинакового сечения, но разной длины, более длинный, а следовательно, и более гибкий стержень при сжатии с концов опасен внезапным катастрофическим выпучиванием вбок. Чтобы этого не произошло, эле­мент должен быть достаточно жестким.

Устойчивость, таким образом, необходима для того, чтобы по­ложение конструкции в целом и ее отдельных элементов относи­тельно друг друга и в пространстве не изменилось до опасного в период монтажа и службы сооружения.

Жесткостью должны обладать не только сжатые, но и растяну­тые элементы, а также вся конструкция во избежание недопусти­мых прогибов, провесов и колебаний под поездами.

Поездная нагрузка характерна тем, что она действует периоди­чески, многократно повторяясь в период службы сооружения до нескольких миллионов раз. В элементах конструкции при проходе поезда изменяется не только величина усилия от меньшего до большего значения, но для некоторых элементов растяжение сме­няется сжатием и наоборот. Такие элементы, испытывающие, как говорят, знакопеременные усилия, находятся в особо неблагопри­ятных условиях работы.

Вполне очевидно, что, если например, приложенная к упругому элементу сила вызовет лишь изгиб его без разрушения, то, действуя той же силой, многократно сгибая и разгибая тот же элемент, можно вызвать в нем сначала надрыв (трещи­ну), а затем и полное разрушение элемента.

И если сечение и прикрепление этих элементов не рассчитаны на такую работу, то в них со временем появляются трещины от усталости, расстраиваются наиболее напряженные заклепки.

Та же переменная нагрузка, в отличие от постоянной, вызывает прогрессивное развитие уже возникших трещин и иных дефектов, а в сооружениях, как известно, появляются и неусталостные тре­щины, например, в бетонных конструкциях из-за усадки (т. е. со­кращения объёма) при твердении бетона, в дереве — от усушки древесины. Не всякие трещины влияют на прочность, но в боль­шинстве случаев они снижают долговечность сооружения. Трещи­ны, например, в железобетонных конструкциях открывают доступ для проникания влаги внутрь элемента к арматуре, вызывая ее ржавление.

Поэтому мосты должны быть не только прочны, устойчивы и жестки, но и достаточно выносливы в работе под поездами и дол­говечны.

Надежность конструкций проверяют расчетом. Рассчитывая со­оружение, исходят из того, что напряжения от нормативных на­грузок с учетом возможных перегрузок, а также деформация от­дельных частей и всей конструкции при самом неблагоприятном, но практически возможном их загружении не должны превосхо­дить установленных норм. Наряду с нагрузками (стр. 18) норми­рованы сопротивления для различных материалов, применяемых в сооружениях, и грунтов, наибольшие величины деформаций, в ча­стности, прогибов конструкций под нагрузкой, а также максималь­ные гибкости элементов. Установлены и другие требования для проектирования.

С 1963 г. расчет мостовых конструкций выполняют исходя из так называемых предельных состояний. Под предельными понимают такие состояния конструкции, по достижении которых дальнейшая эксплуатация сооружения становится невозможной (например, из-за разрушения по прочности) и даже затруднитель­ной (в частности, из-за больших прогибов или колебаний пролет­ных строений). Гарантия от наступления таких состояний или не­обходимый запас обеспечивается расчетом. Для этого норматив­ные значения нагрузок и сопротивлений материала, принимаемые также предельно возможными, вводят в расчет с установленными запасами (в виде коэффициентов) на случай вероятного в извест­ных размерах отклонения реальных нагрузок, сопротивлений и ус­ловий от нормативных.

Таковы, в частности, коэффициенты перегрузки. Они учитывают несовпадение величин реальных нагрузок с их норма­тивными значениями. Например, для подвижной нагрузки не ис­ключено, что максимально допустимая масса груза на подвижном составе будет неодинаково распределена между колесными пара­ми под грузом. Коэффициент перегрузки дифференцирован. Так, нормативную поездную нагрузку (с учетом динамического воздей­ствия) в необходимых случаях умножают на коэффициент, равный 1,1—1,3. Большее значение коэффициента соответствует меньшей длине загружения, при которой перегрузка оказывается значи­тельнее.

В качестве нормативного сопротивления мостовой стали принят предел текучести, равный 2400 кгс/см². При нем сталь начинает как бы течь до известной границы даже без увеличения нагрузки. В таком состоянии сталь еще далека от полного разрушения (раз­рыва), наступающего при временном сопротивлении, равном 3800—4700 кгс/см², и, следовательно, до разрушения еще может воспринимать нагрузку. Однако проявление текучести влечет за собой большие остаточные деформации.

Таким образом, для работы мостовой стали предельным со­стоянием является не полная утрата ею способности воспринимать нагрузку, а лишь наступление пластических деформаций, ухуд­шающих конструкцию.

Значения напряжений, фактически вызывающих текучесть ста­ли, различны: от 2100 до 3500 кгс/см² при нормированном 2400 кгс/см². Возможность отклонения (в сторону снижения) пре­дела текучести реальной стали от нормативного сопротивления учитывают умножением последнего на коэффициент одно­родности материала, равный для мостовой стали 0,9.

Рис. 26. Системы мостов:

а — балочная; б — арочная распорная и схема арки, не закрепленной в опорах; в — ароч­ная безраспорная; г — висячая; д — рамная

Несущая способность конструкции определяется, во-первых, значением напряжений, которое ограничивается нормативным со­противлением, а во-вторых, сечением элементов, участвующих в работе конструкции. Не исключено, что фактические сечения могут оказаться меньше расчетных и, следовательно¹, напряжения превы­сят нормативное сопротивление. Чтобы этого не произошло, вводят еще так называемый коэффициент условий работы (равный 0,9), который учитывает и некоторые другие отклонения.

Расчет по предельным состояниям благодаря дифференцированному учету и анализу условий эксплуатации, применению расчлененных коэффициентов запаса позволяет эффективнее использовать строительный материал и создавать более экономичные сооружения необходимой грузоподъемности, а это важно, так как сооружение должно быть вполне надежным на весь период его расчетной эксплуа­тации и вместе с тем без завышенных запасов.

В любом сооружении нагрузка, как отмечено, вызывает внут­ренние силы, но в то же время каждый нагруженный элемент дей­ствует на другие смежные с ним части конструкции или грунта, получая с их стороны противодействие.

Так, рельсовый путь воспринимает и передает действие нагруз­ки поездов на балки проезжей части и несущие их другие элемен­ты пролетного строения; пролетное строение в тот же момент сум­марными силами от поезда и собственного веса взаимодействует через опорные части с опорами; подобно этому и опоры, испытывая всю приходящуюся на них нагрузку дополнительно к их весу взаи­модействуют ею с грунтом основания.

Напряженное состояние конструкции, взаимодействие элемен­тов, как и частей сооружения, свойственно всем конструкциям мо­стов. Однако характер и направление действия сил зависит от си­стемы сооружения. Наиболее распространена балочная система мостов (рис. 26, а). В них пролетные строения из балок или ферм (см. рис. 16) свободно оперты на опоры. Под вертикальной нагрузкой, условно показанной на рис. 26 стрелками, такие балочные про­летные строения действуют на опоры, а последние — на грунт только вертикальными силами. По закону механики действие этих сил встречает равное по величине противодействие опор и грунта, т. е. реактивные силы, направленные вверх, в противоположность активным силам нагрузки, действующим вниз.

Принципиально отличны от балочных арочные мосты (рис. 26, б). Их основой является криволинейный брус — арка. Под дей­ствием вертикальной нагрузки гибкая арка,, если не закрепить ее концы от сдвига, будет разгибаться с неизбежной раздвижкой концов в стороны. Чтобы этого не произошло, опоры должны про­тиводействовать такому распору и вертикальному давлению ар­ки не только вертикальными реактивными силами, но и горизон­тальными, направленными внутрь пролета. Из-за необходимости противодействия распору быки и особенно устои в арочных мостах более громоздки, чем в балочных. Исключением являются однопролетные арочные мосты, упертые по концам в высокие скалистые берега (стр. 83).

Горизонтальную силу в арочных мостах, т. е. распор, можно по­гасить не только опорами, но и затяжкой, стягивающей оба конца арки вместе (рис. 26, в). В таком виде арка по воздействию на опоры и на их основание не отличается от балочного моста. 'Благодаря затяжке арка становится внешне, т. е. относительно опор и основания, без распорной.

В отношении распора арочные мосты аналогичны висячим ав­тодорожным мостам (рис. 26, г). Их основной несущий элемент — гибкие цепи или кабели — также криволинеен. К ним подвешена проезжая часть. Цепи по концам оперты на высокие опоры — пи­лоны — и закреплены оттяжками от смещения распором внутрь пролета под действием нагрузки. Оттяжки должны быть надежно заделаны (заанкерены) внизу так, чтобы нагруженные цепи не могли вырвать их из заделки.

По действию пролетного строения на опоры к арочным распор­ным мостам приближаются рамные мосты (рис. 26, д). Особенность рамных мостов составляет жесткое (неизменяемое) соединение балок (называемых в рамах ригелями) со стойками опор в одну конструкцию — раму. Ее стойки, опертые на фундаменты, под дей­ствием вертикальной нагрузки на ригеле, вызывают реакцию не только вертикальную, но и горизонтальную, равную распору рамы подобно распору арки.

Балочные, арочные, висячие и рамные мосты различаются, таким образом, характером работы под нагрузкой, или, как принято говорить, статическими свой­ствами. Эти свойства, как увидим далее, определяют конструктивные особенности мостов.

Помимо различия в действии пролетных строений на опоры, различна работа и самих пролетных строений под нагрузкой. Балки и балочные фермы под (вертикальной нагрузкой прогибаются, т. е. испытывают действие изгиба. Арки и рамы дополнительно к изгибу подвер-

гаются сжатию поскольку их распору противодействуют опоры, причем сжатие в арочных мостах значительнее и характернее изгиба, что позволяет выпол­нять арки даже из камня.. Цепи

висячих мостов, напротив, всецело растянуты, как и прикрепленные к ним подвески, несущие проезжую часть с проходящей нагрузкой. Так как эта нагрузка вызывает изгиб всякого пролетного строения, причем изменяющий­ся по мере продвижения нагрузки, а гибкие цепи не могут пре­пятствовать такому изгибу, то проезжую часть висячих мостов для повышения жесткости обычно выполняют с главными балками (или балочными фермами), подобными балочным пролетным стро­ениям.

Такие системы из балок жесткости в сочетании с цепью, а чаще с гибкой аркой, поставленной сверху или снизу балок, на­зывают комбинированными. Однако под железную дорогу приме­няют системы, комбинированные с гибкой аркой (стр. 118); ви­сячие мосты все же не обладают требуемой для поездов жест­костью и применяются лишь под автомобильную дорогу и как пе­шеходные.

Пролетное строение, как указывалось на примере балочного моста (стр. 15), представляет собой пространственную конструк­цию, в которой две главные фермы (или балки) объединены свя­зями, а также поперечными балками (или плитой) при наличии проезжей части. Причем продольные связи, выполняемые в виде решетки из стержневых элементов и прикрепленные к поясам главных вертикальных ферм, образуют в свою очередь, но вместе с теми же поясами верхнюю и нижнюю горизонтальные фермы. Они противодействуют изгибу пролетного строения, в частности, боковыми силами, например, ветром, действующим поперек моста как на пролетное строение, так и на расположенный на нем подвижной состав. Нередко поэтому горизонтальные связи ферм называют еще ветровыми.

В балках и балочных фермах при изгибе силами Р (рис. 27) верхние пояса укорачиваются и, следовательно, испытывают сжа­тие, нижние, наоборот, удлиняются, что указывает на их растя­жение. В элементах решетки в зависимости от месторасположе­ния их, а иногда и временной нагрузки возникает сжатие или растяжение. Пролетное строение, изгибаясь, несколько повертывается в опорных узлах. Соответственно этому опорные части, предназначенные для передачи давления с ферм на опоры и за­крепления пролетного строения на опорах, благодаря их особому устройству (стр. 109) обеспечивают возможность деформаций про­летного строения под временной нагрузкой ис изменением тем­пературы.

 

4. Водный поток в мостах и трубах

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: